El reino plantas está formado por los vegetales embriófitos, que son organismos pluricelulares eucarióticos y fotoautótrofos, adaptados a la vida en tierra firme. Sus células poseen cloroplastos con clorofilas a y b, almacenan principalmente almidón como sustancia de reserva y su pared celular está compuesta de celulosa. La reproducción en estas plantas se realiza con alternancia de generaciones heterofásica y heteromorfa.
Una característica diferencial fundamental de las embriófitas, respecto a algunos grupos de algas, es la formación de un embrión pluricelular en las primeras fases del desarrollo del cigoto. Este embrión vive durante un cierto tiempo nutriéndose a expensas de la planta madre. Forman parte de las embriófitas las plantas briofitas y pteridofitas, así como las plantas espermatofitas o fanerógamas, que son las plantas con semillas.
La Embriogénesis Vegetal: Del Cigoto al Embrión Maduro
La embriogénesis en las plantas se refiere al proceso de desarrollo mediante el cual se forma y desarrolla el embrión dentro de la semilla. Es la fase temprana en el ciclo de vida de una planta, comenzando desde un cigoto unicelular.
El proceso inicia cuando el gameto masculino (espermatozoide) fertiliza al gameto femenino (óvulo), formando un cigoto. El cigoto, que tiene los dos juegos de cromosomas, progresa hasta la formación de una estructura multicelular que eventualmente se convierte en el embrión maduro. El zigoto, formado al unirse los gametos, origina un embrión pluricelular y es la estructura que da origen al esporofito.
Proceso de Desarrollo del Embrión
Durante la embriogénesis, el cigoto experimenta una serie de divisiones y diferenciaciones que conducen a la formación de varios tejidos y órganos de la planta. Este conjunto de procesos fisiológicos transforma una sola célula, el cigoto, en un individuo multicelular más complejo, contenido en la semilla madura.
La embriogénesis requiere de una fina regulación de multitud de elementos de desarrollo, que conducen a:
- Morfogénesis: La elaboración de morfologías básicas.
- Organogénesis: El establecimiento de estructuras funcionalmente organizadas.
- Diferenciación tisular: La especialización de las células en varios tipos, cada uno con funciones específicas, formando los diferentes tejidos necesarios para el crecimiento de la planta.
Etapas Morfológicas y Características del Embrión Maduro
Las etapas iniciales del desarrollo embrionario vegetal incluyen el estado de cigoto, el estado globular y el estado cordiforme. Aunque la morfología del embrión vegetal es notablemente simple, el sustento molecular que lo permite es complejo. Un embrión maduro presenta tejidos y órganos completamente diferenciados, con un eje claro y regiones definidas de tallo y raíz, que incluyen uno o dos cotiledones (primeras hojas).
El resultado final de la embriogénesis es un embrión maduro en estado de latencia que está equipado con todas las partes necesarias para comenzar el crecimiento una vez que germina.
Base Molecular y Genética de la Embriogénesis
La expresión genética en embriones es amplia. Se ha estimado que los RNAs embrionarios de Nicotiana tabacum (la planta de tabaco) comprenden unos 20.000 genes, un número equivalente al expresado en tejidos diferenciados como hojas o anteras. No obstante, se ha estudiado que los genes que se expresan en mayor medida durante la embriogénesis corresponden a los codificantes para proteínas de almacenamiento de la semilla.
El Embrión como Origen de los Meristemos
En el estado de embrión, prácticamente todas las células de una planta pueden dividirse y diferenciarse en células funcionales. A medida que la planta se desarrolla, quedan grupos de células indiferenciadas en diferentes localizaciones de su cuerpo que retienen esta capacidad proliferativa y de posterior diferenciación.
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Los Meristemos y su Función
Los meristemos son grupos de células indiferenciadas responsables del crecimiento permanente de las plantas. Tienen una alta capacidad de división celular y de diferenciación en una gran variedad de tipos celulares. Algunas células de un meristemo permanecen en estado indiferenciado tras la división mitótica; a estas células, que mantendrán al propio meristemo a lo largo de la vida de la planta, se les llama células iniciales.
Las células meristemáticas pueden ser:
- Pluripotentes: Dan lugar a unos tipos determinados de células.
- Totipotentes: Producen el espectro entero de tipos celulares de una planta adulta.
Meristemos Primarios: Crecimiento y Organización Post-embrionaria
Los meristemos primarios se originan en el embrión y son los responsables del crecimiento en longitud de la planta. Los tejidos derivados directamente de ellos también se denominan tejidos primarios. Este crecimiento en longitud se debe a que sus células se dividen sobre todo por tabicación anticlinal. Los meristemos primarios también originan órganos nuevos.
Tipos de Meristemos Apicales
Dentro de los meristemos primarios se encuentran los meristemos apicales, que se sitúan en el ápice del tallo y en el de la raíz principal. Estos se denominan meristemos apicales caulinares y meristemos apicales radicales, respectivamente. Del meristemo apical del tallo derivan todas las células del tallo durante el crecimiento primario, incluidas hojas, flores y ramas.
Tejidos Derivados del Meristemo Apical
A partir de cada meristemo apical se formarán:
- La protodermis, que origina la epidermis.
- El procámbium, que dará los tejidos conductores primarios (xilema y floema primarios).
- El meristemo fundamental, que dará lugar al resto de los tejidos de la planta (parénquima de la corteza, de la médula, mesófilo de las hojas, esclerénquima y colénquima).
En los meristemos apicales, a medida que la zona central indiferenciada produce nuevas células, estas se van alejando y entrando en la zona de influencia de otras moléculas que inician su diferenciación.
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